intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Báo cáo tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng chíp điều khiển ethernet W5100

Chia sẻ: Abcdef_6 Abcdef_6 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:71

Thêm vào BST
Báo xấu
193
lượt xem 37
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong thời đại ngày nay, sự bùng nổ của cuộc cách mạng công nghệ thông tin đang diễn ra nhanh chóng trên phạm vi toàn cầu. Công nghệ thông tin đã làm thay đổi mọi mặt của đời sống con người, biến thế giới thành ngôi nhà chung. Tất cả các nước và các vùng lãnh thổ trên thế giới liên kết với nhau thông qua mạng Internet. Internet phát triển nhanh chóng và trở thành phương tiện giao tiếp với tốc độ nhanh, hiệu quả với giá thành rẻ. Internet đã làm cuộc sống của con người được cải thiện rất nhiều, nhanh hơn và...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng chíp điều khiển ethernet W5100

  1. TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. ----- ----- BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng chíp điều khiển ethernet W5100
  2. MỤC LỤC Lời mở đầu ....................................................................................................... 0 Chương 1: Tổng Quan Về TCP/IP ................................................................... 2 1.1. G iới Thiệu ............................................................................................... 2 1.2. Tổng quát ............................................................................................... 2 1.2.1. Tầng Giao Diện Mạng (Network Interface Layer) ......................... 2 1.2.2. Tầng Liên M ạng (Internet Layer) .................................................. 3 1.2.3. Tầng Giao Vận (Transport Layer) ................................................. 3 1.2.4. Tầng ứng dụng (Application Layer) .............................................. 4 1.2.5. Địa chỉ IP ...................................................................................... 5 1.2.6. Địa chỉ IP Public và Địa chỉ IP Private .......................................... 7 1.2.6.1. IP Public ..................................................................................... 7 1.2.6.2. IP Private ................................................................................... 8 1.2.7. Lớp địa chỉ .................................................................................... 8 1.2.8. Subnet Mask ............................................................................... 10 1.2.9. Default Gateway ......................................................................... 11 1.3. TCP/IP cho vi điều khiển ...................................................................... 12 1.3.1. TCP/IP stack. .............................................................................. 12 1.3.2. Hardwired TCP/IP ....................................................................... 14 1.3.2.1. G iới thiệu về chip Ethernet W5100 ......................................... 14 1.3.2.1.1. Sơ đồ chân ........................................................................... 15 1.3.2.1.2. M iêu tả một số thanh ghi ...................................................... 16 1.3.2.1.3. M iêu tả các chức năng ......................................................... 17 1.3.2.1.4. Truyền thông dữ liệu ............................................................. 17 1.3.2.1.5. Thông tin ứng dụng .............................................................. 19 Chương 2: Vi Điều Khiển ................................................................................ 22 2.1. Tìm hiểu về vi điều khiển AVR-Micro Atmega64L ................................ 22 2.1.1. Mô tả chung về AVR ................................................................... 22 2.1.2. Tính năng của Atmega64L ......................................................... 22 2.1.3. Sơ đồ chân ................................................................................. 24 2.1.4. Các khối của Atmega64L............................................................ 27 2.1.4.1.Lõi CPU của Atmega64L .......................................................... 27 2.1.4.2. Bộ nhớ của Atmega64L ........................................................... 31 2.1.4.3 Nguồn xung hệ thống ............................................................... 33 2.1.4.4. Ngắt phần cứng của Atmega64L ............................................. 33 2.1.4.5.Bộ đếm/định thời của Atmega64L: ........................................... 34 2.1.4.5.Bộ biến đổi tương tự sang số ADC ........................................... 35 2.1.4.6.Bộ truyền nhận nối tiếp USART................................................ 37 Chương 3: Thực Nghiệm ................................................................................ 39 3.1. Thiết kế phần cứng .............................................................................. 39 3.2. Xây dựng phần mềm ............................................................................ 42 3.2.1.Viết chương trình cho vi đ iều khiển Atmega64L. ......................... 42 KẾT LUẬN ........................................................ Error! Bookmark not defined. TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 46
  3. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Lời mở đầu Trong thời đại ngày nay, sự bùng nổ của cuộc cách mạng công nghệ thông tin đang diễn ra nhanh chóng trên phạm vi toàn cầu. Công nghệ thông tin đã làm thay đổi mọi mặt của đời sống c on người, biến thế giới thành ngôi nhà chung. Tất cả các nước v à các vùng lãnh thổ trên thế giới liên kết với nhau thông qua mạng Internet. Internet phát triển nhanh chóng v à trở thành phương tiện giao tiếp với tốc độ nhanh, hiệu quả với giá thành rẻ. Internet đã làm cuộc sống của con người được cải thiện rất nhiều, nhanh hơn và thuận tiện hơn. Hiện nay, Internet không chỉ đáp ứng nhu cầu tìm kiếm thông tin, giải trí… mà còn thực sự trở thành phương tiện giúp con người trao đổi, mua bán. Điều này thực sự có ý nghĩa, nó giúp giảm bớt các chi phí trong kinh doanh như giảm chi phí vận chuyển trung gian, chi phí giao dịch… v à đặt biệt giúp là giúp tiết kiệm thời gian để con người đầu tư vào các hoạt động khác. Do đó, con người có thể ngồi ở nhà để tìm kiếm thông tin theo ý muốn. Nắm bắt được những ứng dụng to lớn về Internet mà ngày nay các nhà sản xuất chíp đã thiết kế ra nhiều loại chíp tích hợp nhiều ứng dụng liên quan tới mạng. Do v ậy, trong khóa luận này, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng chíp điều khiển ethernet W5100”, tìm hiểu về một số ứng dụng của chíp liên quan tới mạng. Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS.Nguyễn Thăng Long là những người đã hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình giúp tôi hoàn thành khóa luận này. Hà nội, ngày 24 tháng 5 năm 2008 Sinh viên Nguyễn Thanh Hiệp Nguyễn Thanh Hiệp 1
  4. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Chương 1: Tổng Quan Về TCP/IP 1.1. Giới Thiệu  Để các máy máy tính có thể liên lạc với nhau qua mạng, chúng phải sử dụng cùng 1 ngôn ngữ hay còn gọi là 1 giao thức (Protocol). Giao thức là 1 hệ luật v à chuẩn cho phép các máy tính trong mạng liên lạc với nhau.  TCP/IP là viết tắt của Transmission Control Protocol (Giao thức Điều Khiển Truyền Thông) / Internet Protocol (Giao thức Internet).  TCP/IP không chỉ gồm 2 giao thức m à thực tế nó là tập hợp của nhiều giao thức. Chúng ta gọi đó là 1 Hệ Giao Thức hay Bộ Giao Thức (Suite Of Protocols). 1.2. Tổng quát  Để cho các máy tính trao đổi dữ liệu với nhau TCP/IP sử dụng mô hình truyền thông 4 tầng hay c òn gọi là Mô Hình DoD (Mô hình của Bộ Quốc Phòng Mỹ). Các tầng trong mô hình này là (Theo thứ tự từ trên xuống): + Tầng Ứng Dụng (Application Layer) + Tầng Giao Vận (Transport Layer) + Tầng Liên M ạng (Internet Layer) + Tầng Giao Diện Mạng (Network Interface Layer)  Mỗi giao thức của Họ TCP/IP đều thuộc 1 trong các tầng này. Ta sẽ tìm hiểu từng tầng . 1.2.1.Tầng Giao Diện Mạng (Network Interface Layer)  Tầng Giao Diện Mạng có trách nhiệm đưa dữ liệu tới v à nhận dữ liệu từ phương tiện truyền dẫn. Tầng này gồm các thiết bị phần cứng vật lí chẳng hạn như Card Mạng v à Cáp Mạng.  1 Card Mạng chẳng hạn card Ethernet chứa 1 số HEX 12 kí tự (00-18- 37-03-C0-F4) được gọi là Địa Chỉ MAC (Media Access Control) hay Địa Chỉ Nguyễn Thanh Hiệp 2
  5. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Truy Nhập Phương Tiện . MAC đóng vai trò quan trọng trong việc gán địa chỉ và truyền dữ liệu.  1 số giao thức tiêu biểu thuộc tầng này gồm : + ATM (Asynchronous Transfer Mode) + Ethernet + Token Ring + FDDI (Fiber Distributed Data Interface) + Frame Relay Tầng Liên Mạng (Internet Layer) 1.2.1. Nằm bên trên tầng giao diện mạng. Tầng này có chức năng gán địa chỉ, đóng gói và định tuyến (Route) dữ liệu 4 giao thức quan trọng nhất trong tầng này gồm: + IP (Internet Protocol): Có chức năng gán địa chỉ cho dữ liệu trước khi truyền và định tuyến chúng tới đích. + ARP (Address Resolution Protocol): Có chức năng biên dịch địa chỉ IP của máy đích thành địa chỉ MAC. + ICMP (Internet Control Message Protocol): Có chức năng thông báo lỗi trong trường hợp truyền dữ liệu bị hỏng. + IGMP (Internet Group Management Protocol): Có chức năng điều khiển truyền đa hướng (Multicast) Tầng Giao Vận (Transport Layer) 1.2.2. Có trách nhiệm thiết lập phiên truyền thông giữa các máy tính v à quy định cách truyền dữ liệu 2 giao thức chính trong tầng này gồm: + UDP (User Datagram Protocol): Còn gọi là Giao Thức Gói Người Dùng UDP cung cấp các kênh truyền thông phi kết nối nên nó không đảm bảo truyền dữ liệu 1 cách tin cậy. Các ứng dụng dùng UDP thường chỉ truyền những gói có kích thước nhỏ, độ tin cậy dữ liệu phụ thuộc v ào từng ứng dụng Nguyễn Thanh Hiệp 3
  6. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ + TCP (Transmission Control Protocol): Ngược lại với UDP, TCP cung cấp các kênh truyền thông hướng kết nối v à đảm bảo truyền dữ liệu 1 cách tin cậy. TCP thường truyền các gói tin có kích thước lớn v à yêu cầu phía nhận xác nhận về các gói tin đã nhận. Tầng 1.2.4. ứng dụng (Application Layer) Gồm nhiều giao thức cung cấp cho các ứng dụng người dùng. Được sử dụng để định dạng v à trao đổi thông tin người dùng 1 số giao thức thông dụng trong tầng này là: + DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Giao Thức Cấu Hình Trạm Động. + DNS (Domain Name System): Hệ Thống Tên Miền. + SNMP (Simple Network Management Protocol): Giao Thức Quản Lý Mạng Đơn Giản. + FTP (File Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Tập Tin + TFTP (Trivial File Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Tập Tin Bình Thường + SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Giao Thức Truyền Thư Đơn Giản Nguyễn Thanh Hiệp 4
  7. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Hình1:Bảng sau mô tả khái quát về Bộ Giao Thức TCP/IP Địa chỉ IP 1.2.5.  Mỗi máy trên mạng TCP/IP hay còn gọi là trạm TCP/IP được nhận dạng bằng 1 địa chỉ IP logic. Mỗi trạm hay mỗi thiết bị mạng sử dụng TCP/IP để truyền thông cần có 1 địa chỉ IP duy nhất.  Địa chỉ IP cho biết vị trí của 1 hệ thống trong 1 mạng giống như địa chỉ xác định ngôi nhà trên 1 con đường nào đó. Tương tự như 1 khu dân cư. Địa chỉ IP phải là duy nhất trên toàn c ầu và phải được viết dưới 1 định dạng chuẩn.  Mỗi địa chỉ IP được chia thành 2 phần : Phần địa chỉ mạng (Net ID) v à Phần địa chỉ trạm (Host ID). + Net ID: Dùng để nhận dạng những hệ thống trong cùng 1 khu vực vật lý c òn được gọi là Phân Đoạn (Segment). Mọi hệ thống trong c ùng 1 Phân Đoạn phải có c ùng Địa Chỉ Mạng và Phần địa chỉ này phải là duy nhất trong số các mạng hiện có. + Host ID: Dùng để nhận dạng 1 trạm làm việc, 1 máy chủ, 1 Router hoặc 1 trạm TCP/IP trong 1 phân đoạn. Phần địa chỉ trạm cũng phải là duy nhất trong 1 mạng.  Giống địa chỉ bưu điện gồm 2 phần: MÃ BƯU ĐIỆN – SỐ NHÀ, TÊN ĐƯ ỜNG. Địa chỉ IP cũng gồm 2 phần: NET ID – HOST ID. + Phần đầu tiên, NET ID nhận dạng mạng mà máy tính nối tới, tất cả máy tính trong cùng m ạng phải có cùng NET ID giống như mọi nhà trong cùng quận phải có c ùng MÃ BƯU ĐIỆN. Nguyễn Thanh Hiệp 5
  8. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ + Phần thứ hai, HOST ID xác định máy tính, router hoặc thiết bị mạng khác trong mạng. HOST ID phải là duy nhất trong 1 mạng giống như SỐ NHÀ, TÊN ĐƯ ỜNG phải là duy nhất trong 1 quận. Hai máy tính có thể có cùng HOST ID nếu NET ID của chúng khác nhau, giống như hai ĐƯ ỜNG có thể c ùng tên nếu như chúng thuộc 2 quận khác nhau.  Sự kết hợp giữa NET ID và HOST ID phải cho phép nhận dạng duy nhất mỗi máy tính riêng biệt. Các địa chỉ IP có chiều dài 32bit được chia thành 4 dãy. M ỗi dãy gồm 8bit (1Byte), mỗi Byte được phân cách = 1 dấu “.”, 1 Byte là 1 giá trị nằm trong khoảng từ 0-255. Cách biểu diễn như v ậy gọi là “Kí hiệu thập phân dấu chấm” (Dotted-Decimal Notation) để cho mọi người sử dụng nhớ địa chỉ 1 cách dễ dàng. Tuy nhiên khi xử lý thông tin máy tính lại sử dụng Hệ Nhị Phân (Binary) vì tín hiệu chúng sử dụng để truyền thông chỉ có 2 trạng thái là Bật (1) v à Tắt (0). Nguyễn Thanh Hiệp 6
  9. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Trong 1 Byte , mỗi bit được gán một giá trị. Nếu Bit được đặt là 0 thì nó được gán giá trị 0, nếu Bit được đặt là 1 thì có thể chuyển đổi thành 1 giá trị thập phân. Bit thấp nhất trong Byte tương ứng với 1, Bit cao nhất tương ứng v ới 128. Vậy giá trị lớn nhất của 1 Byte là 255 tương ứng v ới trường hợp cả 8 Bit đều được đặt là 1. Ví dụ: Ta sẽ đổi địa chỉ sau: 10101100 00010000 00000101 01111101 sang dạng Kí Hiệu Thập Phân Dấu Chấm. Địa chỉ IP Public và Địa chỉ IP Private 1.2.6. 1.2.6.1. IP Public  Mỗi 1 địa chỉ IP ngoài Internet là duy nhất. Để các Network có những địa chỉ duy nhất ngoài Internet, thì Internet Assigned Numbers Authority (IANA) sẽ chia những khoảng địa chỉ không dự trữ thành những phần nhỏ v à ủy thác trách nhiệm phân phối địa chỉ cho các tổ chức Đăng Kí Miền khắp thế giới. Những tổ chức đó là Asia-Pacific Network Information Center (APNIC), American Registry for Internet Numbers (ARIN), and Réseaux IP Européens Nguyễn Thanh Hiệp 7
  10. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ (RIPE NCC). Những tổ chức này s ẽ phân phối những khối địa chỉ đến 1 số nhà các Internet Service Provider (ISP) lớn v à các ISP lớn này sau đó s ẽ gán những khối nhỏ hơn cho các đại lý và các ISP nhỏ hơn.  ISP s ẽ cấp 1 IP Public cho mỗi máy tính của bạn để các máy tính này có thể kết nối trực tiếp đến ISP. Các địa chỉ này được cấp 1 cách tự động dến mỗi máy tính khi máy tính kết nối và có thể là địa chỉ tĩnh nếu đường line của bạn thuê riêng hay các tài khoàn Dial-up. 1.2.6.2. IP Private  IANA đã dự trữ một ít địa chỉ IP mà các địa chỉ này không bao giờ được sử dụng trên Internet. Những địa chỉ IP Private này được sử dụng cho những Host yêu c ầu có IP để kết nối nhưng không cần được thấy trên các mạng Public. Ví dụ, 1 user kết nối những máy tính trong mạng TCP/IP ở nhà thì ko cần cấp 1 địa chỉ IP Public cho mỗi Host. User có thể lấy những khoảng IP ở bảng dưới đây để cung cấp địa chỉ cho các Host trong mạng.  Những host có địa chỉ IP Private có thể kết nối đến Internet bằng cách sử dụng 1 Proxy Server hay 1 máy tính chạy Windows Server 2003 đã cấu hình như là 1 Network Address Translation (NAT) Server. Windows Server 2003 cũng tích hợp chức năng Internet Connection Sharing (ICS) để cung cấp dịch vụ NAT đơn giản cho các Client trong mạng Private. 1.2.7. Lớp địa chỉ  Có 5 lớp địa chỉ IP để tạo các mạng có kích thước khác nhau gồm: Lớp A, Lớp B, Lớp C, Lớp D, Lớp E.  TCP/IP hỗ trợ gán địa chỉ lớp A, lớp B, lớp C cho các trạm.  Các lớp này có chiều dài phần NET ID v à HOST ID khác nhau nên số lượng Mạng v à số lượng Trạm trên mỗi mạng cũng khác nhau. Nguyễn Thanh Hiệp 8
  11. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ + Lớp A: Được gán cho các Mạng có kích thước cực lớn. Trong lớp địa chỉ này Byte đầu tiên xác định NET ID, Bit cao nhất của Byte này luôn được đặt là 0. 3 Byte còn lại xác định Host ID. Do đó lớp A có thể cấp cho 126 Mạng với 16.777.214 Trạm trên mỗi Mạng. + Lớp B: Được gán cho các Mạng có kích thước vừa và lớn. Trong lớp địa chỉ này 2 Byte đầu tiên xác định NET ID, 2 Bit cao nhất của Byte đầu tiên luôn được đặt là 1 0. 2 Byte còn lại xác định Host ID. Do đó lớp B có thể cấp cho 16.384 Mạng với 65.534 Trạm trên mỗi Mạng. + Lớp C: Được gán cho các Mạng có kích thước nhỏ. Trong lớp địa chỉ này 3 Byte đầu tiên xác định NET ID, 3 Bit cao nhất của Byte đầu tiên luôn được đặt là 1 1 0. Byte cuối cùng xác định Host ID. Do đó lớp C có thể cấp cho 2.097.152 Mạng với 254 Trạm trên m ỗi Mạng. + Lớp D: Các địa chỉ lớp này sử dụng cho Truyền Đa Hướng (Multicast). 1 nhóm Multicast có thể chứa 1 hoặc nhiều Trạm. Trong lớp này 4 Bit cao nhất của Byte đầu tiên luôn được đặt là 1 1 1 0, các Bit còn lại định nghĩa nhóm Multicast. Địa chỉ lớp D không được chia thành Net ID và Host ID. Các gói(Packets) Multicast được truyền tới 1 nhóm Trạm cụ thể v à chỉ có các Trạm đăng kí v ào nhóm này m ới nhận được gói. + Lớp E: Là lớp địa chỉ thực nghiệm, nó không được thiết kế cho mục đích sử dụng chung. Lớp E được dự phòng cho các ứng dụng tương lai. Các Bit cao nhất của Byte đầu tiên luôn được đặt là 1 1 1 1.  Tổng số IP có thể sử dụng là : 3.720.314.628 Nguyễn Thanh Hiệp 9
  12. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Hình 2:Bảng sau đây sẽ mô tả khái quát về các lớp địa chỉ IP Hình 3:Bảng mô tả sự khác nhau giữa 3 Lớp địa chỉ A, B và C: 1.2.8. Subnet Mask  Để biết Trạm đích thuộc Mạng cục bộ hay ở xa. Trạm nguồn cần 1 thông tin khác. Thông tin này chính là Subnet Mask.  Subnet Mask là 1 địa chỉ 32 bit được sử dụng để che 1 phần của địa chỉ IP. Bằng cách này các máy tính có thể xác định đâu là Net ID và đâu là Host ID trong 1 địa chỉ IP.  Mỗi Trạm trong mạng TCP/IP yêu cầu có 1 Subnet Mask. Nó được gọi là Subnet Mask mặc định, nếu nó chưa được chia Subnet (vì v ậy nó chỉ có 1 Subnet Đơn), và được gọi là Subnet Mask tùy ý nếu nó được chia thành nhiều Subnet Ví dụ : 1 số 32bit tiêu biểu cho 1 Subnet Mask mặc định được dùng bởi Nguyễn Thanh Hiệp 10
  13. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ những Trạm đã c ấu hình v ới 1 địa chỉ lớp C (ví dụ 192.168.20.50) là :11111111 11111111 11111111 00000000 (255.255.255.0). Khi 1 trạm có địa chỉ 192.168.20.50 gởi gói tin đến địa chỉ 192.168.50.20. Đầu tiên, Trạm sẽ thực hiện phép tính AND giữa Địa Chỉ cục bộ v ới Subnet Mask mặc định cục bộ. Bởi v ì khi thực hiện phép tính AND 2 số, bất kì s ố nào AND v ới 0 sẽ là 0, và AND v ới 1 sẽ là chính nó => khi AND 192.168.20.50 v ới 255.255.255.0 kết quả là 192.168.20.0. Máy trạm sau đó sẽ thực hiện phép tính AND giữa Địa chỉ Đích với Subnet Mask giống trên. TCP/IP sau đó sẽ so sánh kết quả những giá trị từ 2 phép tính AND. Nếu 2 giá trị đồng nhất thì Trạm TCP/IP kết luận đích kia là trên Subnet cục bộ. Nếu 2 giá trị khác nhau thì Trạm xác định đích kia là ở x a.  Có 1 cách viết khác để xác định Subnet Mask là: Địa chỉ IP / Tiền tố Mạng. Tiền tố Mạng được xác định bằng cách cộng tất cả các bit 1 trong dãy 32bit của Subnet Mask. Ví dụ : 192.168.5.10 có Subnet Mask mặc định là 255.255.255.0. Đổi qua s ố nhị phân sẽ là 11111111 11111111 11111111 00000000.  Tổng cộng có 24 bit 1. Vậy ta có thể viết dưới dạng 192.168.5.10 / 24 1.2.9. Default Gateway  Khi 1 trạm trong TCP/IP cần truyền thông tin v ới 1 Trạm trên M ạng khác thì nó phải thông qua 1 Router. Router được gắn nhiều Interface (ví dụ Card Mạng) kết nối đến các Mạng riêng biệt, Routing là quá trình nhận những Nguyễn Thanh Hiệp 11
  14. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ gói IP tại 1 Interface v à gởi những gói này ra 1 Interface khác hướng về 1 đích cuối cùng. Với 1 host được cấp trên M ạng TCP/IP thì Default Gateway là địa chỉ của Router, nằm trong 1 phạm vi Broadcast, nó được cấu hình để đưa những luồng IP đến Mạng khác.  Khi 1 máy tính cố gắng truyền đạt thông tin đến 1 trạm khác trên Mạng IP, máy tính s ẽ dùng SUBNET MASK để xác định Trạm đích là Cục Bộ (Local) hay ở Xa (Remote). Nếu đích là 1 trạm trên 1 phân đoạn Mạng Cục Bộ, máy tính s ẽ đơn giản gởi 1 gói tin đến Mạng Cục Bộ bằng cách truyền cho tất cả (Broadcast). Nếu đích là 1 Trạm ở x a, máy tính sẽ đưa gói tin đến Default Gateway đã được xác định trong TCP/IP Properties. Router được ghi rõ tại địa chỉ Default Gateway sau đó sẽ chịu trách nhiệm đưa gói tin đến Mạng 1 cách chính xác. 1.3. TCP/IP cho vi điều khiển 1.3.1.TCP/IP stack. TCP/IP stack cho vi điều khiển là một bộ chương trình nhằm cung cấp những ứng dụng cơ bản về TCP/IP như HTTP Server, mail client … Nhiều sự bổ sung TCP/IP đều đi theo một cấu trúc phần mềm. Phần mềm đó được chia thành nhiều lớp, mỗi lớp này là khối riêng biệt chồng lên nhau (còn gọi là “TCP/IP stack”) và mỗi lớp thì nó có thể tác động trực tiếp tới một hoặc nhiều lớp khác thấp hơn nó. Hơn nữa, có cảm giác như rất nhiều lớp TCP/IP nó không chỉ hoạt động khi được yêu cầu mà cả những lúc không được yêu cầu. Một hệ thống có nhiều bộ nhớ dữ liệu v à bộ nhớ chương trình có thể dể dàng kết hợp chặt chẽ thực hiện những nhu cầu. Một hệ thống điều khiển có thể cung cấp rất nhiều thuận lợi v à do đó nó có thể thực hiện theo các phần khác nhau. Nhưng nó cũng trở nên khó khăn khi hệ thống chỉ có 8bit điều khiển, v ới vài trăm byte RAM và giới hạn bộ nhớ chương trình sử dụng. Thêm vào đó là truy c ập hệ thống điều khiển, người dùng ph ải đặc biệt chú ý ứng dụng chính. M ột TCP/IP Stack nó kết hợp chặt chẽ với ứng dụng chính là tương đối dễ dàng và có thể nó rất có hiệu quả. Nguyễn Thanh Hiệp 12
  15. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Phần lớn c ác chương trình được viết bằng ngôn ngữ “C”. Nó phụ thuộc vào chương trình biên dịch để nó tự động thay đổi các file nguồn. Giả sử TCP/IP Stack được thiết kế cho họ vi điều khiển PIC 18 thì nó có thể dễ dàng chạy trong các thiết bị phần cứng của vi điều khiển PIC 18. Cũng giống như TCP/IP chuẩn, TCP/IP Stack cho vi điều khiển cũng chia thành nhiều lớp TCP/IP Stack. Các mã ở mỗi lớp được tách ra từ dữ liệu ban đầu, trong khi các APIs(Application Programming Interfaces) được định nghĩa thông qua các thư viện có sẵn. Không giống như TCP/IP c huẩn thì nhiều lớp TCP/IP Stack của vi điều khiển trực tiếp truy cập một hoặc nhiều lớp mà không cần theo thứ tự từ trên xuống. Thêm vào đó TCP/IP Stack có thêm 2 module mới là “Stack Task” và “ARPTask”. StackTask dùng để điều khiển tất cả các module trong khi ARPTask quản lý các lớp ARP(Address Resolution Protocol). Như đã đề cập phía trên thì TCP/IP stack là một ngăn xếp hoạt đông liên tục có v ài lớp TCP/IP thì hoạt động ở chế độ không đồng bộ. TCP/IP Stack cho vi điều khiển được thiết kế một cách động lập đối với một hệ thống v à do đó có thể thực thi hệ thống một cách đa nhiệm. Kết quả là nó có thể sử dụng được một v ài hệ thống v à thường được sử dụng để điều khiển hệ thống đa nhiệm hoặc là không. Nguyễn Thanh Hiệp 13
  16. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Hình 4 : Biểu diễn sở đồ TCP/IP stack cho vi điều khiển 1.3.2. Hardwired TCP/IP 1.3.2.1.Giới thiệu về chip Ethernet W5100 Nguyễn Thanh Hiệp 14
  17. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________  Cung cấp bộ giao thức TCP/IP trong phần cứng: TCP, UDP, IPv4ARP, IGMP, PPPoE, Ethernet.  10BaseT/100BaseTX được tích hợp trong phần cứng.  Tự động cung cấp MDI/MDIX.  Kết nối ADSL(sử dụng giao thức PPPoE với PAP/CHAP ).  4 sockets độc lập đồng thời xảy ra cùng 1 lúc.  16Kbyte cho bộ nhớ trong dùng cho truyền nhận.  Công nghệ CMOS 0.18um.  Điện áp làm việc 3.3v -5v.  Được đóng gói trong 80 chân v ào ra.  Chuẩn giao tiếp cho phép truyền dữ liệu đồng bộ(SPI mode 0,3).  Có LED ở lối ra (truyền, n hận, tốc độ, xung đột, kết nối). 1.3.2.1.1. Sơ đồ chân Nguyễn Thanh Hiệp 15
  18. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________ Hình 5: Sơ đồ cấu hình chân của W5100 Miêu tả một số thanh ghi 1.3.2.1.2.  MR (Mode Register) [R/W] [0x0000] [0x00]: Là thanh ghi dùng để S/W reset,kiểm tra mode bộ nhớ, mode ngắt kết nối, m ode PPPoE và bus I/F.  GWR (Gateway IP Address Register) [R/W] [0x0001 – 0x0004] [0x00]: Là thanh ghi để cài đặt địa chỉ Gateway.  SUBR (Subnet Mask Register) [R/W] [0x0005 – 0x0008] [0x00]: Là thanh ghi để cài đặt địa chỉ Subnet Mask.  SHAR (Source Hardware Address Register) [R/W] [0x0009 – 0x000E] [0x00]: Là thanh ghi để cài đặt địa chỉ Source Hardware .  SIPR (Source IP Address Register) [R/W] [0x000F – 0x0012] [0x00]: Là thanh ghi để cài đặt địa chỉ IP. Nguyễn Thanh Hiệp 16
  19. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________  IR (Interrupt Register) [R] [0x0015] [0x00]: Là thanh ghi dùng đ ể xử lý nhiều trường hợp c òn gọi là ngắt.  IMR (Interrupt Mask Register) [R/W] [0x0016] [0x00]: Thanh ghi m ặt nạ ngắt. 1.3.2.1.3. Miêu tả các chức năng a. C ài đặt thông tin ban đầu Để điều khiển được W5100 thì phải lựa chọn v à s ử dụng các thanh ghi thích hợp như sau: Thanh ghi cách thức (MR) o Thanh ghi m ặt nạ ngắt (IMR) o Thanh ghi khởi tạo thời gian (RTR) o Thanh ghi đếm(RCR) o b. C ài đặt về thông tin mạng Thanh ghi dưới đây là cấu hình c ủa một mạng c ơ bản v à tùy thuộc v ào môi trường mạng. Thanh ghi địa chỉ Gateway (GAR) o Thanh ghi địa chỉ phần cứng (SHAR) o Thanh ghi Subnet Mask (SUBR) o Thanh ghi địa chỉ IP (SIPR) o 1.3.2.1.4. Truyền thông dữ liệu Nguyễn Thanh Hiệp 17
  20. ĐH Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Khóa luận tốt nghiệp ___________________________________________________________________________ ____________________________________________  Việc kết nối dữ liệu được thông qua TCP,UDP,IP-Raw và MAC- Raw.Đúng ra việc lựa chọn kết nối là m ột dải các giao thức của các khe cắm kết nối.(W5100 cung cấp cho 4 khe cắm ). a. TCP  TCP là một phương pháp kết nối c ơ bản trong đó nó cho phép thiết lập kết nối trong một yêu cầu nhất định và việc chuyển giao dữ liệu kết nối bằng địa chỉ IP v à số cổng của hệ thống.  Có 2 phương pháp để thiết lập kết nối:  Server đợi đến khi có yêu cầu kết nối  Client gửi yêu cầu kết nối tới Server Hình 6: Phương pháp kết nối TCP b. UDP Nguyễn Thanh Hiệp 18
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học
320 tài liệu
1236 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2